Banner trang chủ
Chủ Nhật, ngày 14/08/2022

Công nghệ xử lý và tiêu hủy chất thải rắn sinh hoạt ở Thái Lan và bài học kinh nghiệm cho Việt Nam

20/07/2022

    Với sự gia tăng dân số, kinh tế và quá trình đô thị hóa, lượng rác thải rắn sinh hoạt phát sinh đang gia tăng ở Thái Lan gây ra nhiều vấn đề môi trường. Cục Kiểm soát ô nhiễm Thái Lan ước tính mỗi người Thái Lan thải ra hàng ngày trung bình 1,15 kg chất thải rắn, trên 73.000 tấn/ngày. Thái Lan được đánh giá là một trong những thị trường tiêu thụ túi nhựa lớn nhất thế giới. Trước thực trạng trên, trong những năm gần đây, Thái Lan đã áp dụng một số mô hình công nghệ xử lý và tiêu hủy chất thải rắn sinh hoạt thân thiện với môi trường (như công nghệ thu hồi vật liệu, công nghệ đốt, ủ phân…). Bài viết giới thiệu một số quy trình áp dụng công nghệ xử lý và tiêu hủy chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) đang được áp dụng tại Thái Lan. Đây là kinh nghiệm cụ thể cho việc áp dụng thực tiễn tại Việt Nam hiện nay.

1. Các cơ sở thu hồi vật liệu (MRFs)

    Nhằm mục đích thu hồi vật liệu từ chất thải được phân tách từ nguồn hoặc chất thải hỗn hợp, Thái Lan triển khai áp dụng các cơ sở thu hồi vật liệu (MRFs) trên cả nước từ năm 2007. Việc phân loại, xử lý và lưu giữ rác thải có thể tái chế là nhiệm vụ chính của các cơ sở này. Thông thường, hệ thống phân loại yêu cầu phân loại trước bằng thủ công. Băng tải chuyển chất thải đã phân loại thông qua các kỹ thuật cơ lý khác nhau, như là giảm kích thước, sàng lọc, tách từ tính hoặc tỷ trọng. Các loại vật liệu thu hồi khác nhau được xử lý thông qua việc lựa chọn quy trình xử lý thích hợp, ví dụ như chất thải sau khi được phân loại có thể dùng cách phân hủy sinh học để làm phân bón. Ngoài ra, các MRFs phải có khả năng lưu trữ các vật liệu thu hồi trong một khoảng thời gian (đủ) nhất định, bằng ít nhất tải trọng của xe tải chở.

    Ở Thái Lan đã phát triển các chuỗi tái chế trên toàn quốc để đảm bảo sự ổn định của số lượng chất thải tái chế. Các đại lý tái chế (Cơ sở thứ cấp) thay mặt công ty mẹ chịu trách nhiệm mua, thu gom, làm sạch và kiểm soát vật liệu đầu vào từ các Cơ sở tái chế chính. Khi kho chứa đáp ứng khả năng vận chuyển của xe tải, chất thải tái chế thương mại đó sẽ được chuyển đi để xử lý lại.

    Việc phân loại chất thải tái chế từ các dòng CTRSH do khu vực tư nhân thực hiện, với cách thức là phân loại tại các cơ sở xử lý. Các phương tiện phân loại yêu cầu về cơ bản được trang bị trước quá trình xử lý. CTRSH thường được phân loại riêng dọc theo băng tải, ngoại trừ việc phân loại tại bãi chôn lấp (nơi thực hiện phân loại thủ công). Sau đây là kết quả phân loại rác tại 4 cơ sở MRFs, bao gồm: (a) Lò đốt Phuket, (b) Nhà máy khí sinh học Koh Chang, (c) bãi chôn lấp rác và (d)Nhà máy ủ phân, TP Wiang Fang, tỉnh Chiang Rai, Thái Lan (Hình 1).

Hình 1. Phân loại vật liệu tái chế từ các cơ sở xử lý/tiêu hủy ở Thái Lan

Nguồn: (a) Noksa-Nga và cộng sự. (2008), (b) Kaewboran và cộng sự (2008), (c) Tính toán của cá nhân dựa trên số liệu từ Phòng kiểm soát ô nhiễm (PCD) và cộng sự. (2003), (d) Tính toán của cá nhân năm 2007 dựa trên dữ liệu trung bình từ hoạt động hiện tại.

    Kêt quả tính toán cũng cho thấy, các vật liệu được thu hồi từ quá trình phân loại thường bị ô nhiễm bởi vật liệu phi thương mại. Bảng 1 chỉ ra nhu cầu năng lượng và mô tả các chất gây ô nhiễm của các cơ sở thu hồi vật liệu (MRS) ở Thái Lan.

Bảng 1. Tính toán mức tiêu thụ năng lượng và chất gây ô nhiễm của các  cơ sở thu hồi vật liệu (MRSs) ở Thái Lan

Cơ sở/xưởng

Thái Lan

Năng lượng (kWh/t)

Nhiên liệu (diesel) (l/t)

Chất gây ô nhiễm (%)

Cơ sở MRSs sơ cấp

N/A (Về cơ bản, việc phân loại được thực hiện theo cách thủ công)

3 (cho tất cả các vật liệu)

Cơ sở MRSs thứ cấp

 

 

 

Giấya

5.0

N/A

3

Thuỷ tinhb

2.8

0.6

1

Nhựac

6.4

N/A

0

Kim loạid

N/A

N/A

N/A

N/A: Không áp dụng.

  • : (a) Công ty TNHH Siamkraft, công ty sản xuất giấy hàng đầu và tái chế giấy lớn nhất; (b) Công ty TNHH Kaewkrungthai, đại lý tái chế thủy tinh (ống cống) lớn nhất tại Thái Lan; (c) Nhà máy Nhựa châu Á, Thái Lan (MRSs nhựa thứ cấp); (d) Vì không tồn tại cơ sở thu hồi vật liệu thứ cấp, vật liệu kim loại vận chuyển trực tiếp từ MRS sơ cấp đến nhà máy tái chế.

2. Ủ phân

    Đối với các loại rác thải hữu cơ, Thái Lan áp dụng công nghệ ủ phân sử dụng vi sinh vật để phân hủy CTRSH hữu cơ trong điều kiện hiếu khí có kiểm soát. Phân ủ, phân trộn, có thể được sử dụng trên đất như chất điều hòa đất hoặc được chuyển thành phân bón với các chất hóa học điều chế. Quá trình ủ phân có thể được chia thành ba giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là tiền xử lý, theo đó các vật liệu kích cỡ lớn, bị ô nhiễm được loại bỏ thủ công hoặc cơ học bằng thiết bị phân loại. Giảm kích thước và trộn bằng cách sử dụng phương tiện cắt, nghiền hoặc thùng quay để trộn lẫn. Để giảm mức độ ô nhiễm, chất thải hỗn hợp đòi hỏi mức độ phân loại cao hơn từ đầu nguồn của giai đoạn sinh học. Trong giai đoạn thứ hai, vi sinh phân hủy CTRSH thành các hợp chất đơn giản và tạo ra nhiệt. Trong giai đoạn cuối, tốc độ phân hủy chậm diễn ra trong quá trình bão hoà (đóng rắn) để đảm bảo tính ổn định của sản phẩm compost. Thời gian của giai đoạn đóng rắn thay đổi tùy theo công nghệ và thành phần của nguyên liệu. Vật liệu thu được từ quá trình ủ phân hữu cơ thường chất thành đống và thỉnh thoảng đảo trộn cho đến khi hoàn thành quá trình ổn định.

    Việc sàng lọc trước và sàng lọc sau là cần thiết để giảm các chất gây ô nhiễm trong sản phẩm phân trộn. Công nghệ phân tán đơn giản như phun gió thường được áp dụng. Khi có hai yếu tố đầu vào khác nhau (chất thải hữu cơ được phân tách từ nguồn và chất thải đi chung), quá trình làm phân compost được thể hiện ở Hình 2.

 (a)

(b)

Hình 2. Các dòng nguyên liệu của quá trình ủ phân compost

3. Phân hủy kỵ khí (AD)

    Để xử lý CTRSH, Thái Lan áp dụng phương pháp phân hủy kỵ khí (AD). Phương pháp này phân hủy các phần hữu cơ của CTRSH trong điều kiện yếm khí. Sau đó, khí sinh học được tạo ra, là một hỗn hợp chủ yếu gồm metan (CH4) và carbon dioxide (CO2). Phân hủy kỵ khí không chỉ cung cấp năng lượng mà còn tạo ra các sản phẩm phụ có thể sử dụng được, như là phân trộn.

    Công nghệ phân hủy có thể được chia thành quá trình ướt và khô. Phương pháp ướt thường được thực hiện với hàm lượng nước 10-15% tổng chất rắn. Để tăng hàm lượng nước trong CTRSH, diễn ra quá trình đồng phân hủy với chất nền lỏng, tức là phân, bùn thải. Ý tưởng phương pháp khô với 25-40% tổng chất rắn với việc sử dụng CTRSH làm nguyên liệu chính của quá trình phân hủy. Nơi diễn ra quá trình phân huỷ theo một giai đoạn hoặc hai giai đoạn được sử dụng cho cả hai công nghệ phân hủy. Mặc dù năng suất khí cao hơn và thời gian giữ nước (HRT) thấp hơn trong giai đoạn hai, tuy nhiên chi phí cho giai đoạn bổ sung tăng lên rất nhiều. Ngoài ra, quá trình phân hủy được thực hiện bằng các điều kiện ưa nhiệt hoặc thuận lợi về nhiệt. Nhờ ưu điểm trong việc phân hủy nhanh hơn, tiêu diệt mầm bệnh và năng suất khí sinh học cao hơn, phân hủy ưa nhiệt đã trở thành một công nghệ được sử dụng phổ biến hơn (Hình 3).

Hình 3. Các dòng vật chất của quá trình phân hủy kỵ khí

Nguồn: Kaewboran và cộng sự (2008)

4. Thiêu hủy

    Tại Thái Lan, có 3 lò đốt CTRSH đang hoạt động với công suất 0,15 triệu tấn/năm (chiếm 0,8% tổng lượng CTRSH phát sinh). Nhà máy lớn nhất là lò đốt ghi công suất 250 tấn/ngày ở TP Phuket ở miền Nam, Thái Lan. Đây là lò đốt duy nhất hoạt động có thu hồi năng lượng. Quá trình đốt rác của lò đốt Phuket bắt đầu với dây chuyền phân loại, được thực hiện ở đầu quy trình. Tất cả cặn rắn thu được từ phân loại hoặc đốt đều được xử lý tại một bãi chôn lấp tại chỗ. Các đặc điểm về phân loại và tiêu thụ năng lượng cũng như các dòng khối lượng được thể hiện trong Hình 4. Nhà máy được trang bị bộ lọc dạng túi và bộ chà khô để kiểm soát lượng khí thải. Nhiệt của khí thải được chuyển đổi thành hơi và sản xuất điện thông qua tuabin máy phát. Phần điện thừa 43,4 kWh được hoà vào lưới điện quốc gia (Noksa-Nga et al., 2008).

    Mô hình đại diện cho sự chuyển đổi nhiệt của chất thải là kết quả của sự phát thải vào không khí, chất rắn và sản xuất năng lượng. Phần mềm tính toán lượng khí thải dựa trên thành phần hóa học, hàm lượng nước và các giá trị nhiệt lượng của các phân đoạn vật liệu có trong dữ liệu đầu vào. Lợi ích sản xuất năng lượng thu hồi từ xử lý nhiệt được xác định để cung cấp đánh giá hiệu quả về tiết kiệm các nguồn tài nguyên và việc phát thải. 

Hình 4. Các dòng nguyên liệu đốt, lò đốt Phuket, tỉnh Phuket, Thái Lan

Nguồn: Theo Noksa-Nga (2008)

 5. Xử lý bùn thải

    Bùn thải bao gồm các sản phẩm phụ được thu gom ở các giai đoạn khác nhau của quá trình xử lý nước thải. Bùn thải chủ yếu bắt nguồn từ quá trình xử lý nước thải đô thị (bao gồm cả hệ thống thoát nước), xử lý nước thải công nghiệp và xử lý nước cấp cho sản xuất (EC, 2001). Bùn thường được xử lý trước khi thải bỏ hoặc tái chế bằng cách giảm lượng nước, giảm khả năng lên men hoặc của mầm bệnh trong bùn. Một số quy trình xử lý vẫn dùng, như làm đặc, khử nước, ổn định và khử trùng, và sấy khô bằng nhiệt. Bùn có thể được xử lý qua một hoặc một số giai đoạn. Sau khi được xử lý, bùn có thể được tái chế hoặc xử lý bằng cách ba cách: tái chế cho nông nghiệp (xử lý bùn đất), đốt hoặc chôn lấp.

    Ở Thái Lan, việc xử lý và tiêu hủy bùn thải (kết hợp giữa bùn đất và bùn thải đô thị) thuộc trách nhiệm của thành phố, trong khi bùn thải từ các nhà máy công nghiệp và nhà máy cấp nước được xử lý theo luật chất thải công nghiệp (MOI, 2005). Về cơ bản, bùn đất phát sinh ở Bangkok và một số thành phố trực thuộc Trung ương được thu gom bằng xe bồn và được xử lý bằng các quy trình sinh học. Phần còn lại được tiếp tục xử lý. Bảng 2 cho thấy tỷ lệ tạo bùn đất và % xử lý ở các cấp quản lý khác nhau. Về mặt quản lý nước thải từ bùn (WWS), Bảng 3 trình bày tỷ lệ phát sinh nước thải ở Thái Lan dựa trên 87 cơ sở xử lý nước thải đô thị trên toàn quốc. Đáng chú ý là 07 nhà máy xử lý nước thải đang hoạt động ở khu vực Bangkok chiếm khoảng 2/3 khối lượng xử lý toàn quốc. Tổng cộng, chỉ 20% lượng nước thải ước tính trên toàn quốc được xử lý (PCD, 2003). Xử lý sinh học là công nghệ thường được sử dụng.

Bảng 2. Sự phát sinh bùn cặn ở Thái Lan

Bùn đất

Dân số

(triệu)

Tỷ lệ tạo bùn đất ban đêm

(l / cap.y)

Xử lý (%)

Tổng khối lượng bùn (% tổng chất rắn)

Văn phòng hành chính Bangkok

5.66

30.4

100

20

Khu vực đô thị

12.48

30.4

4.3

20

Khu vực nông thôn

44.28

30.4

0

20

Nguồn: Tính toán của cá nhân dựa trên Stoll và Parameswaran (1996)

Bảng 3. Sự phát sinh bùn thải trong nước thải, Thái Lan

Nước thải từ bùn

Nước thải đầu vào

(triệu m3/năm)

Tỷ lệ bùn (kg (khô)/m3 nước thải đầu vào)

Tổng khối lượng bùn (khô) (tấn/năm)

Văn phòng hành chính Bangkok

363.1

0.11

40,000

Khu vực đô thị

166.9

0.11

18,386

Nguồn: Tính toán của cá nhân dựa trên PCD (2003)

    Bảng 2 và Bảng 3 được sử dụng để phân tích lưu lượng bùn thải sinh ra từ bùn đất và xử lý nước thải. Tỷ lệ tạo bùn đất và dân số sống trong các đơn vị địa phương đóng một vai trò quan trọng trong tổng lượng bùn đất tạo ra. Để chuyển đổi khối lượng bùn đất sang đơn vị khối, một đơn vị chất rắn tương tự (% tổng chất rắn) được sử dụng để định lượng khối lượng bùn được tạo ra ở Văn phòng hành chính Bangkok, các thành phố và khu vực nông thôn.

    Đối với việc tính toán nước thải từ bùn, số liệu nước thải đầu vào cho các nhà máy xử lý cũng như tỷ lệ bùn là cần có (Bảng 3). Tỷ lệ bùn được ước tính từ nước thải đầu vào và quá trình tạo bùn dựa trên báo cáo của Nhà máy xử lý nước thải Bangkok (BMA, 2005a).

6. Các phương pháp thải bỏ

    Thải bỏ là công việc xử lý cuối cùng đối với chất thải rắn sau khi thu gom, xử lý hoặc đốt. Thải bỏ thường có nghĩa là đưa chất thải vào bãi chứa hoặc bãi chôn lấp (UNEP-IETC, 1996). Về cơ bản, lợi thế của việc thải bỏ là khả năng xử lý tất cả các loại CTRSH, từ chất thải tiền xử lý của xử lý sinh học cơ học (MBT) hoặc từ lò đốt cho đến các loại vật liệu đưa ra từ lĩnh vực tái chế. Ở Thái Lan, vẫn áp dụng phương pháp xử lý chất thải chôn lấp. Kết quả là gần một nửa lượng CTRSH phát sinh được xử lý tại các bãi chôn lấp. Theo đó, bãi chôn lấp được phân loại thành bãi chôn lấp hợp vệ sinh, bãi chôn lấp thiết kế và bãi chôn lấp lộ thiên. Việc phân loại được thực hiện dựa trên điều kiện vận hành và xây dựng (Bảng 4). Việc lắp đặt hệ thống thu gom khí thải để phân biệt các bãi chôn lấp hợp vệ sinh và các bãi chôn lấp được thiết kế. Các bãi chôn lấp lộ thiên yêu cầu có ít điều kiện kỹ thuật nhất để chôn lấp CTRSH. Số lượng các bãi chôn lấp đô thị và khối lượng chất thải còn lại được chôn lấp ở bãi chôn lấp thiết kế hoặc bãi thải lộ thiên ở Thái Lan được thể hiện ở Bảng 5.

Bảng 4. Phân loại bãi chôn lấp có kiểm soát và không kiểm soát ở Thái Lan

Phân loại

Bãi chôn lấp có kiểm soát

Bãi chôn lấp không kiểm soát

Nhận xét

Bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Bãi chôn lấp được thiết kế

Bãi chôn lấp lộ thiên

Xây dựng

 

 

 

 

Hệ thống lớp lót

  •  
  •  

x

Lớp lót đất sét nén và/ hoặc lớp lót màng địa kỹ thuật

Hệ thống thu gom nước rỉ rác

  •  
  •  

x

 

Hoạt động

 

 

 

 

Lắp đặt bộ thu khí

  •  

x

x

 

Trang trải hàng ngày

  •  
  •  

x

 

Kiểm soát môi trường

  •  
  •  

x

Chỉ có nước ngầm được giám sát

Không có người nhặt rác tại chỗ

  •  

x

x

 

Xử lý nước rỉ rác

  •  
  •  

x

 

Đóng cửa và sau khi đóng cửa

 

 

 

 

Kế hoạch đóng cửa

  •  

x

x

Giới hạn lập kế hoạch và ngân sách

Kế hoạch sau đóng cửa

  •  

x

x

Lập kế hoạch & ngân sách cho công tác cần thiết

 

Bảng 5. Xử lý CTRSH ở Thái Lan

Cơ quan quản lý

Số lượng bãi chôn lấp

Cơ sở xử lý (địa điểm)

Lượng chất thải (tấn / ngày)

Diện tích bãi chôn lấp (km2)

Bãi chôn lấp được thiết kế

Bãi chôn lấp lộ thiên

Bãi chôn lấp được thiết kế

Bãi chôn lấp lộ thiên

Bangkok

3

3

0

7,839

0

1.6

Thành phố

24

22

2

2,773

396

6.1

Thị xã

103

64

39

1,882

1,377

13.0

Thị trấn

836

18

818

944

5,513

492.6

Chính quyền cấp huyện (SDA)

Xem chất thải không xác định (điều 4.3.1)

Toàn bộ

966

107

859

13,437

7,286

513.3

Nguồn: Theo Phòng kiểm soát ô nhiễm (PCD) (2006); Việc thu gom khí thải bãi chôn lấp được coi như không được lắp đặt ở tất cả các bãi chôn lấp đang hoạt động ở Thái Lan.

7. Bài học kinh nghiệm cho Việt Nam

    Hiện nay, trên thế giới các mô hình công nghệ xử lý CTRSH khá đa dạng, phụ thuộc vào vào điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, cũng như trình độ phát triển của mỗi quốc gia. Có thể thấy, Thái Lan đang quản lý CTR đô thị tiếp cận theo hướng tái sử dụng, tái chế chất thải. Hiện nay, ở Việt Nam, quản lý CTRSH đang tiến dần theo xu thế tái sử dụng, tái chế chất thải, phát triển thị trường công nghiệp tái chế chất thải, nhằm tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và BVMT. Từ nghiên cứu một số công nghệ xử lý và tiêu thủy của Thái Lan cho thấy, Việt Nam nên áp dụng một số công nghệ như: Cơ sở thu hồi vật liệu (MRFs), công nghệ ủ phân và công nghệ đốt rác (có thu hồi năng lượng), vừa tiết kiệm tài nguyên rác hiện có, tránh thải bỏ, không gây ô nhiễm môi trường, hướng tới nền kinh tế tuần hoàn, không chất thải. Như vậy, để quản lý CTRSH một cách hiệu quả Việt Nam cần thực hiện tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về phân loại rác thải sinh hoạt theo Luật BVMT năm 2020. Theo đó, Luật đã quy định việc thu phí rác thải dựa trên khối lượng hoặc thể tích thay cho việc tính bình quân theo hộ gia đình hoặc đầu người như hiện nay. Cơ chế thu phí này sẽ góp phần thúc đẩy người dân phân loại, giảm thiểu rác thải phát sinh tại nguồn.

    Ngoài ra, Việt Nam cần đẩy mạnh xã hội hóa công tác thu gom, vận chuyển và vận hành cơ sở xử lý CTRSH. Tăng dần nguồn thu phí vệ sinh, giảm dần hỗ trợ từ ngân sách cho hoạt động thu gom, vận chuyển CTRSH. Thêm nữa, để đạt được hiệu quả trong việc quản lý, xử lý rác thải, cần đẩy mạnh hơn nữa các chính sách hỗ trợ kêu gọi các nguồn vốn xã hội hóa, tập trung đầu tư vào lĩnh vực quản lý, xử lý CTRSH. Cùng với đó, phát triển công nghệ xử lý CTRSH hiện đại, thân thiện môi trường, theo hướng giảm thiểu lượng CTRSH chôn lấp, tăng cường tỷ lệ tái chế, tái sử dụng và thu hồi năng lượng từ chất thải.

Tài liệu tham khảo

1. Vorsitzender: Prof. Dr. rer. nat. M. Finkbeiner; Gutachter: Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. B. Bilitewski; Gutachter: Prof. Dr.-Ing. S. Rotter; Gutachter: Assoc. Prof. Dr. M. Siebel. Methods for Evaluation of Waste Management in Thailand in Consideration of Policy, Environmental Impact and Economics (vorgelegt von M.Eng. Poonsak Chanchampee aus Bangkok, Thailand).  Berlin 2010

2. Praj-ya Sungsomboon, Taweep Chaisomphob, Tetsuya Ishida, and Chira Bureecam.  Implementation of a new composting technology, serial self-turning reactor system, for municipal solid waste management in a small community in Thailand. Songklanakarin J. Sci. Technol. 34 (1), 109-115, Jan. - Feb. 2012.

3. Yu Lei, Shiqing Liu, Wudi Zhang, Yubao Chen, Fang Yin. Overview on the Treatment Technology of Municipal Solid Wastes in China. Advanced Materials Research Vols. 518-523 (2012) pp 3236-3241. Online available since 2012/May/14 at www.scientific.net

4. Hongting Ma, Yang Cao, Xinyu Lu, Zequn Ding, Weiye Zhou. Review of Typical Municipal Solid Waste Disposal Status and Energy Technology. Energy Procedia 88 (2016) 589 – 594. Available online at www.sciencedirect.com

5. Pollution Control Department, Ministry of Natural Resources and Environment. Thailand State of Report 2015. PCD. No. 06-062. 2015.

Trần Thị Giang

Viện Khoa học Môi trường - Tổng cục Môi trường

Ý kiến của bạn